王 慧 夏友軍

(1.湖北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430079； 2.湖北省交通投資集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430074)

山嶺隧道淺埋暗挖法結(jié)合明挖法綜合治理技術(shù)

王 慧1夏友軍2

(1.湖北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430079； 2.湖北省交通投資集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430074)

結(jié)合歐家山隧道大冶端左線洞口埋深淺、地層多為雜填土和腐殖土、土質(zhì)較松散、滲透性強(qiáng)、穩(wěn)定性差等復(fù)雜地形地質(zhì)條件，重點(diǎn)介紹了淺埋暗挖法與明挖法在復(fù)雜地質(zhì)條件下的綜合應(yīng)用。實(shí)踐證明，綜合處置措施安全可行，質(zhì)量可控，同時(shí)縮短了工期，應(yīng)用成功。

淺埋暗挖法，明挖法，綜合治理，技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理

1 工程概況

1.1隧道概況

歐家山隧道進(jìn)口位于大冶市金湖鎮(zhèn)角田村，出口位于大冶市金湖鎮(zhèn)平原村。隧道由東向西展布，走向近275°，隧道右幅起止樁號(hào)YK35+070～YK36+450，全長(zhǎng)1 380 m；左幅起止樁號(hào)ZK35+072～ZK36+457，全長(zhǎng)1 385 m，洞室凈空均為10.75 m×5.0 m，隧道最大埋深約168 m，洞門型式進(jìn)出口端擬采用削竹式，隧道為分離式長(zhǎng)隧道。歐家山隧道出口平面圖，如圖1所示。

1.2地形地貌

歐家山隧道區(qū)屬構(gòu)造一溶蝕低山地貌區(qū)，穿越區(qū)微地貌形態(tài)有山峰、山脊、分水嶺、沖溝，穿越段地面標(biāo)高在68 m～240 m之間。山高谷深，山系連綿，山脊線明顯，溝谷深切多呈“V”型，溝谷曲折，峽谷蜿蜒。山體呈渾圓狀，自然一般坡角30°～35°，局部較陡。山脈總體呈北西—南東向，山頂呈圓狀，多發(fā)育樹枝狀沖溝，其中在隧道洞身處沖溝內(nèi)分布1條季節(jié)性流水溪溝，平時(shí)流量較小，雨季可能略大。隧道地表植被較發(fā)育，進(jìn)、出口分別有鄉(xiāng)村公路、縣道X008通達(dá)，交通較便利。

1.3水文地質(zhì)

隧道穿越山嶺，隧道洞身上方?jīng)_溝內(nèi)分布1條季節(jié)性小溪溝，平時(shí)流量較小，水量因季節(jié)變化而變化，隧道標(biāo)高低于水位標(biāo)高，對(duì)隧道有一定影響。雨季會(huì)出現(xiàn)短暫地面滲流，流量較小，對(duì)隧道施工影響較小。但施工時(shí)，應(yīng)注意雨季地表面流對(duì)洞口的沖刷破壞作用，宜采取截流、疏排措施。

1.4外部環(huán)境

歐家山隧道大冶端左線洞口段位于采石施工場(chǎng)地內(nèi)，目前已停止開采，洞口淺埋段下穿采石區(qū)，地表覆蓋物為雜填土、腐殖土，土質(zhì)較松散，滲透性強(qiáng)，穩(wěn)定性差。

2 不良地質(zhì)

根據(jù)設(shè)計(jì)地面線縱斷面圖(如圖2所示)，左線明暗分界線里程ZK36+427，淺埋段ZK36+351～ZK36+427，長(zhǎng)度76 m，埋深約2.1 m～9.0 m；經(jīng)測(cè)量復(fù)測(cè)，歐家山隧道大冶端洞口淺埋段實(shí)際地面線與設(shè)計(jì)地面線基本相同。在確保施工安全，掌握實(shí)際地質(zhì)情況，項(xiàng)目部聘請(qǐng)專業(yè)鉆探隊(duì)對(duì)左線中心線位置ZK36+391,ZK36+400進(jìn)行補(bǔ)勘。ZK36+391地表鉆探深度20 m，結(jié)果顯示，地表0 m～4.3 m為雜填土(松散，主要以灰?guī)r碎塊及粘性土為主)，4.3 m～20.3 m為中風(fēng)化灰?guī)r，通過計(jì)算，該里程處埋深7.5 m，拱頂埋深中風(fēng)化灰?guī)r3.2 m。ZK36+400地表鉆探深度21 m，結(jié)果顯示，地表0 m～5.3 m為雜填土(松散，主要以灰?guī)r碎塊及粘性土為主)，5.3 m～7.0 m為粉質(zhì)粘土，7.0 m～21.0 m為中風(fēng)化灰?guī)r，通過計(jì)算，該里程處埋深7.3 m，拱頂埋深中風(fēng)化灰?guī)r0.3 m。

3 方案優(yōu)化

針對(duì)歐家山隧道大冶端左線洞口淺埋段實(shí)際情況，并結(jié)合地勘資料，縮短淺埋段長(zhǎng)度，以降低洞口淺埋段施工安全風(fēng)險(xiǎn)，方案優(yōu)化如下：

根據(jù)地勘資料顯示隧道左線洞口淺埋段ZK36+391～ZK36+427拱頂埋深7.5 m，其中中風(fēng)化灰?guī)r層走向由洞內(nèi)向大冶端埋深厚度3.2 m～0.3 m逐漸減小，考慮暗洞施工安全風(fēng)險(xiǎn)高，擬將左線明暗分界線由原設(shè)計(jì)ZK36+427調(diào)整至ZK36+391，管棚長(zhǎng)度不變，暗洞ZK36+351～ZK36+391采用單側(cè)壁導(dǎo)坑法進(jìn)行施工。

鑒于洞口段地形地質(zhì)條件及左線ZK36+391～ZK36+427開挖后邊坡高度等參數(shù)，具備明挖條件，即采取“暗洞明挖”的施工工藝，擬將左線ZK36+391～ZK36+427由原設(shè)計(jì)S5-1復(fù)合式襯砌支護(hù)類型調(diào)整為S0明洞襯砌支護(hù)類型，洞門型式采用削竹式洞門。

4 施工順序

測(cè)量放線→洞頂截水溝→開挖邊仰坡→邊仰坡防護(hù)→導(dǎo)向墻及長(zhǎng)管棚支護(hù)→單側(cè)壁導(dǎo)坑法施工→導(dǎo)洞上臺(tái)階出洞→導(dǎo)向墻及長(zhǎng)管棚支護(hù)→反向正洞貫通→洞口段明挖法施工→邊仰坡防護(hù)→明洞施工→回填恢復(fù)原地貌。

5 施工工藝

5.1單側(cè)壁導(dǎo)坑法施工工藝

以導(dǎo)洞先行出洞后反向施工正洞洞內(nèi)貫通為原則，導(dǎo)洞采用上下臺(tái)階法進(jìn)行施工，正洞采用上下臺(tái)階預(yù)留核心土法施工。導(dǎo)洞上臺(tái)階打設(shè)超前小導(dǎo)管支護(hù)，開挖導(dǎo)洞上臺(tái)階，高5 m，底寬6.3 m(滿足一臺(tái)機(jī)械操作空間)，下臺(tái)階高3.3 m，底寬6.5 m，期間所有工作面逐級(jí)跟進(jìn)，當(dāng)正洞掌子面施工至明暗分界線ZK36+391約20 m距離時(shí)，為減小擾動(dòng)，停止所有掌子面施工，待導(dǎo)洞上臺(tái)階出洞后，作為動(dòng)力輸送通道，施作出口端超前大管棚后，反向開挖洞內(nèi)貫通。正洞上、下臺(tái)階間距控制在10 m～15 m，左、右側(cè)邊墻交錯(cuò)開挖，及時(shí)進(jìn)行施工接長(zhǎng)鋼拱架、打設(shè)鎖腳錨桿，復(fù)噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度，拆除中壁鋼架。

分部開挖順序如圖3所示：①開挖內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑上臺(tái)階；②施作導(dǎo)坑上臺(tái)階初期支護(hù)；③開挖內(nèi)側(cè)導(dǎo)坑下臺(tái)階；④施作導(dǎo)坑下臺(tái)階初期支護(hù)；⑤開挖正洞上臺(tái)階；⑥施作正洞上臺(tái)階初期支護(hù)；⑦開挖正洞下臺(tái)階；⑧施作正洞下臺(tái)階初期支護(hù)；⑨拆除中壁鋼架。

5.2暗洞明挖法施工工藝

明挖法施工邊坡開挖順序依次由上至下分層下挖，淺埋段覆蓋層多為松散雜填土，為減少邊坡大挖、大刷造成土體擾動(dòng)，增加暗洞施工風(fēng)險(xiǎn)，在洞口段導(dǎo)向墻及長(zhǎng)管棚支護(hù)后，暫停ZK36+391～ZK36+427段明挖施工，待洞內(nèi)貫通穩(wěn)定后恢復(fù)明挖段施工。邊坡坡度一級(jí)邊坡1∶0.75、二級(jí)邊坡1∶1，仰坡坡度1∶1.25，邊坡共分2級(jí)，每級(jí)邊坡高度約8 m，最大開挖邊坡高15.4 m，之間設(shè)1 m寬護(hù)坡道。橫斷面圖如圖4所示。邊仰坡防護(hù)參數(shù)：φ22砂漿錨桿，間距1.4 m×1.4 m，呈梅花形布置，錨桿長(zhǎng)度為3.0 m；φ6鋼筋網(wǎng)片，網(wǎng)格尺寸為20 cm×20 cm；C25噴射混凝土厚度10 cm。及時(shí)施作明洞襯砌，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度100%后，洞頂回填恢復(fù)原地貌。

6 結(jié)語

根據(jù)大量隧道工程的施工資料顯示，上部覆蓋層不足隧道洞跨2倍的隧道、或區(qū)段屬于淺埋式隧道以及淺埋段工程加強(qiáng)段的開挖施工，都應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、地表深陷對(duì)地面建筑物的影響及保障施工安全等因素，來選擇合適的開挖方法和支護(hù)方式。歐家山隧道大冶端左線淺埋段經(jīng)過設(shè)計(jì)施工方案的優(yōu)化調(diào)整，順利通過了該淺埋段，施工中安全質(zhì)量可控，同時(shí)縮短了工期。施工方案的成功充分說明：針對(duì)隧道淺埋段的施工，必須做好地質(zhì)補(bǔ)勘工作，認(rèn)真分析覆蓋層地質(zhì)巖層狀況，根據(jù)具體情況采取靈活調(diào)整明暗分界線里程，縮短淺埋段長(zhǎng)度等有效的設(shè)計(jì)施工措施，才會(huì)取得良好的效果和最佳的效益。

[1] 王夢(mèng)恕.地下工程淺埋暗挖技術(shù)通論[M].合肥：安徽教育出版社，2004.

[2] 施仲衡.淺埋暗挖法設(shè)計(jì)理論論述[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，2005(2)：40-42.

[3] 彭 偉，劉勁華.淺析隧道洞口不良地質(zhì)段的施工技術(shù)[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2007(8):186-187.

[4] 王夢(mèng)恩.中國(guó)隧道及地下工程修建技術(shù)[M].北京：人民交通出版社，2010.

Comprehensiveconstructiontechnologyofshallowburiedexcavationmethodcombinedwithopenexcavationmethodformountaintunnel

WangHui1XiaYoujun2

(1.HubeiCommunicationsTechnicalCollege,Wuhan430079,China；2.HubeiProvincialCommunicationsInvestmentGroupCo.,Ltd,Wuhan430074,China)

Combining with complex topography and geology conditions of Daye terminal of the European home mountain tunnel, which including buried depth of left line entrance, stratum composed of miscellaneous soil and humus, and loose soil with strong permeability and poor stability, this paper focuses on comprehensive application of shallow buried excavation method combined with open excavation method under complex geological conditions. The practice has proved that the comprehensive disposal measures are safe and feasible, and the quality can be controlled. Meanwhile, the construction period is shortened and the application is successful.

shallow buried excavation method, open excavation method, comprehensive treatment, technical feasibility, economical rational

1009-6825(2017)30-0173-03

2017-08-12

王 慧(1985- )，女，工程碩士，講師； 夏友軍(1985- )，男，工程師

U455.4

A